Aprendizagem Baseada em Projeto – ABP
A contextualização do problema
A seguir serão apresentados algumas características e requisitos
básicos para a construção da animação/programação utilizando o Scratch e
Arduino.
O texto inicial para a situação-problema já foi apresentado as equipes
em uma discussão inicial. Ele fornece a você uma base para solução do
problema.
SITUAÇÃO-PROBLEMA
Consideremos então que o Brasil tem vivenciado desde 2014, os
primeiros grandes focos daquilo que pode já pode ser considerado a maior
crise hídrica de sua história. Com um problema grave de seca e também de
gestão dos recursos naturais, o país vem apresentando níveis baixos em seus
reservatórios em épocas do ano em que eles costumam estar bem mais
cheios.
Esse problema de certa forma, não afeta apenas o fornecimento de
agua tratada a população de nosso país, mas impacta diretamente a produção
de energia elétrica já que nosso modal energético é dependente do potencial
hidrelétrico dos nossos rios. Segundo dados da Empresa de Pesquisa
Energética (EPE), vinculada ao Ministério de Minas e Energia, o Brasil gerou,
em 2014, cerca de 84000 MW de energia elétrica através de grandes usinas
hidrelétricas, o que representa 62,8% do total produzido por todas as matrizes
do país.
Dessa forma, surge uma enorme questão a ser enfrentado pelas
políticas de planejamento energético do país: Como continuar gerando energia,
sem causar grandes impactos na natureza e garantindo o crescimento do país?
O Brasil é um país privilegiado no que diz respeito à quantidade de
água. Tem a maior reserva de água doce da Terra, ou seja 12% do total
mundial. Sua distribuição, porém, não é uniforme em todo o território nacional.
A Amazônia, por exemplo, é uma região que detém a maior bacia fluvial do
mundo. O volume de água do rio Amazonas é o maior de todos os rios do
globo, sendo considerado um rio essencial para o planeta. Porém, os grandes
centros populacionais estão distantes dos grandes rios amazônicos e a
geração de energia, gerada pelos rios mais locais, como São Francisco e
Paraná, já está quase que 100% sendo utilizada.
Diante deste quadro, resta ao país investir em novas fontes e estrategias
de gerenciamento de energia renovável, como por exemplo a eólica e a solar.
Juntas, estas duas matrizes energéticas representam apenas 3,7% do total
gerado pelo país em 2014. Se analisarmos países como os Estados Unidos, a
Alemanha e a China, por exemplo, a energia elétrica oriunda de fontes
alternativas (geotérmica, eólica, solar, das marés, das ondas, biomassa e
resíduos) representa em média 30% do total gerado.
Cenário da Situação-Problema
Aprendizagem Baseada em Projeto – ABP
A contextualização do problema
Desse modo, o problema que apresentamos para este projeto é: quais
as maneiras de gerar energia elétrica, através de fontes alternativas, para
amenizar o impacto causado pela queda dos níveis dos reservatórios dos
principais produtores de energia elétrica do Brasil?
Cada equipe deve considerar este cenário:
Uma cidade está passando por problemas na geração de energia em
decorrência de uma crise hídrica. Para solucionar este problema a cidade
precisa recorrer a fontes alternativas de energia para continuar sendo
abastecida com energia elétrica. Diante disso, cada equipe precisa pensar em
soluções que possam resolver este problema, pois sem energia a cidade ficaria
com problemas no trânsito, nas indústrias, nas comunicações e nos serviços
básicos de atendimento à população. Reflita sobre dos meios de geração que
foram apresentados e discuta sobre como podemos resolver esta carência
energética da cidade.
Requisitos da animação
Neste momento será necessário trabalhar a solução para o problema
maior dividindo-o em partes.
Cada equipe terá a responsabilidade de propor a solução do problema
utilizando uma animação/programação utilizando o Scratch e Arduino.
Essa animação deverá propor a contextualização e a simulação do
processo de geração e transmissão da energia elétrica, além de evidenciar os
conceitos físicos abordados anteriormente.
1. A equipe 01
Ficará responsável por criar a animação/programação para simular o
funcionamento da cidade: prédios, ruas, árvores, casas, semáforo, etc.
Requisitos: a programação da cidade precisa estar esperando uma
mensagem para acionar o seu funcionamento. Por exemplo: em um determinado
momento a usina de geração de energia irá interromper o fornecimento de energia para
esta cidade, logo todas as luzes e equipamentos da cidade deverão ser desligados ao
receber a ordem Blackout. Em outro momento a cidade poderá ser parcialmente
afetada por um racionamento de energia. Sendo assim, os prédios podem conter
energia mas o semáforo poderá não ter energia para funcionar. Isso deve simular uma
crise no transito.
2. A equipe 02
Ficará responsável por criar a animação/programação da hidrelétrica um
pouco distante da cidade: criar o reservatório, a casa de máquinas, os
transformadores e as torres de transmissão.
Requisitos: a programação deverá evidenciar o processo de geração de
energia através da força da agua( necessário mostrar os conceitos físicos abordados).
Uma represa deve ser ilustrada com pelo menos 3 níveis de sua capacidade.
Aprendizagem Baseada em Projeto – ABP
A contextualização do problema

Totalmente cheia (comportas fechadas - sem vazão de agua; totalmente aberta
- com vazão máxima de agua;).
 Parcialmente cheia – (comportas em nível médio – vazão de agua reduzida)
 Volume reduzido – (Comportas totalmente abertas – Sem agua atingindo ponto
de vazão).
A programa desta animação precisa fornecer um campo para receber comandos de
gerenciamento da usina hidrelétrica. Por exemplo: Abrir comporta ao máximo ou médio;
Fechar comporta;
Ainda se faz necessário, enviar/exibir mensagem de quando a usina estiver gerando
pouca energia (o que deve simular um racionamento de energia elétrica na cidade) ou
simplesmente não esta gerando energia pela falta de agua na represa (o que deve
representar um blackout na cidade).
3. A equipe 03
Ficará responsável para criar a animação/programação das fábricas da
cidade e de um elevador, para representar os grandes consumidores de
energia.
Requisitos: esta animação/programação deverá evidenciar o alto consumo de
energia elétrica (luzes, maquinários) e os conceitos físicos.
Para o funcionamento desta fabrica e elevador, a animação deverá receber comandos
para acionar os maquinários e elevador. Também deverá ser capaz de acionar
parcialmente o seu funcionamento na hipótese de um racionamento de energia ou
paralização total em caso de blackout.
4. A equipe 04
Ficará responsável pelo desenvolvimento da animação/programação do
parque eólico.
Requisitos: Esta animação deverá ser capaz de simular o processo de geração
de energia através da força do vento. Esta animação deve estar condicionada a
presença e a força do vento. Em uma determinada situação deverá ilustrar que não há
geração de energia pela ausência de vento. Em outro momento, a geração estará
reduzida em razão da força do vento. Os conceitos físicos precisam ser evidenciados
nesta animação, assim como processo de transmissão da energia para a cidade.